正態(tài)分布與數(shù)學(xué)的哲學(xué)
“正態(tài)分布”這個詞一說出來,很容易引起人們的遐想。嗯,正太分布,什么玩意兒,發(fā)源于日本么?但其實不是這個樣子的。生活中正太可不常見,但是正態(tài)分布可太常見了。
“正態(tài)分布”大體上是指數(shù)據(jù)對稱地分布在某個中心值兩邊,且離中心值越遠(yuǎn),分布的越少。它是由法國數(shù)學(xué)家棣莫弗于1733年首次提出的,后由德國數(shù)學(xué)家高斯率先將其應(yīng)用于天文學(xué)研究,故正態(tài)分布又叫高斯分布。
“學(xué)生的考試成績是正態(tài)分布的”“城市中不同人的收入是正態(tài)分布的”。假如我們把學(xué)生的成績看作是互相獨立的,相對隨機的事件,大家腦袋空空一起猜題,老多人了,擠滿了半個地球,數(shù)都數(shù)不清。題目老難了,那怎么辦呢?只好猜題了。我們把所有學(xué)生成績作一張圖,大概是這個形狀的。

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正態(tài)分布,一維正態(tài)分布,與古典概率不同,它屬于“連續(xù)型隨機變量分布”。而古典概型,有無限多個樣本點,而古典概型,有的只是有限個樣本點,比如一個年級中兩百人的考試成績,就是有限的。而“無限”,就很麻煩,我們無法取一個樣本點,直截了當(dāng)?shù)卣f出他的發(fā)生的概率,我們常常研究某一段區(qū)間的概率。而古典概型,我說兄弟那可相當(dāng)好辦,請你告訴我,我們年紀(jì),高二年級兩百人之內(nèi),有幾個哥們化學(xué)考30分,物理考20分?只有一個,概率是1/200,百分之零點五,因為那個人就是我,我就是唯一。但是在連續(xù)性隨機變量分布中,當(dāng)這個考試分?jǐn)?shù)可以無限細(xì)分到小數(shù)點后一百位,那么直截了當(dāng)?shù)狞c出,物理考20分的人,概率是多少,那就非常困難。
但我們還是可以列出來式子的,你看我給你寫一下哈:

你說不對啊哥們,n趨向于正無窮,那這玩意幾率不就幾乎趨近于零么?
我說你說得很對啊兄弟,他就是趨近于零。
我們在圖像上給他表達(dá)一下

芝士一個一維正態(tài)分布圖像,其公式為:
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Exp x=x的xxx次方
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上圖的直線即為概率,那么看起來確實很像0,也確確實實趨近于零。
那這個時候,你靈機一動,問了我一個問題
?????? “線動成面,沒錯吧,那么,有無數(shù)條趨近于零的“概率”最終堆積成了這個圖,圖像的面積所示概率為1。怎么會是呢?
這其實是個相當(dāng)哲學(xué)的問題,但是我們先從數(shù)學(xué)上來講:

N分之一,確實趨近于零,但并不是零。如若把所有的直線加起來,那么便有:

共n個n分之一,也就是n條直線。
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這便是一。
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我們說,頭上一根頭發(fā)的,叫禿頭,那么頭上有一根頭發(fā)呢?
也還是叫禿頭。
在此基礎(chǔ)上又有一根,還是叫禿頭,又有一根,還是叫禿頭,又有一根,還是叫禿頭,周而復(fù)始,有了很多根頭發(fā),這哥們突然又不是禿頭了。
這就是量變引起質(zhì)變,這就是哲學(xué)和數(shù)學(xué)的關(guān)系。
也同樣可以扔到現(xiàn)實世界講,盡管現(xiàn)在數(shù)學(xué)成績差的要死,那么慢慢努力,也會成為“1”的。
最后引一句拖堂李天王,我親愛的李老師下課時候說的話:
“這就是數(shù)學(xué)的真諦啊,好好學(xué)習(xí)吧!”
你好!我是scholar,今天是我的生日,很巧,我們數(shù)學(xué)老師李天王,aka拖堂之神,上了這樣一堂很叼的課,文章中大部分語言來自我們親愛的拖堂李天王,這節(jié)課給我的震撼極大,故寫文章,以表尊敬之意。